JP2015122304A - 真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】高圧真空回路遮断器の主回路部から発生する熱を効果的に放出して温度上昇を抑制する、真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態による真空回路遮断器の主回路部１５のターミナル構造は、上下部を貫通して地面に対して垂直方向に形成される空気流動路が備えられ、内側面２５に円形の放熱フィン５０が備えられる円筒状のターミナル２２と、箱状に形成され、上面、下面及び側面に放熱フィン４０が備えられるバー状のターミナル２１とを含む。
【選択図】図３Ａ
【解決手段】本発明の一実施形態による真空回路遮断器の主回路部１５のターミナル構造は、上下部を貫通して地面に対して垂直方向に形成される空気流動路が備えられ、内側面２５に円形の放熱フィン５０が備えられる円筒状のターミナル２２と、箱状に形成され、上面、下面及び側面に放熱フィン４０が備えられるバー状のターミナル２１とを含む。
【選択図】図３Ａ
Description
本発明は、真空回路遮断器の主回路部に関し、特に真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造に関する。
一般に、真空回路遮断器は、高圧電力系統に設置されて短絡や過電流などの危険状況が発生した場合に回路を遮断して電力系統を保護するように構成された回路遮断器の一種であり、真空状態が絶縁性能とアーク消弧性能に優れることを活用して設計されたものである。
真空回路遮断器は、固定形と引出形に分けられる。すなわち、遮断器本体のみで構成され、配電盤パネルに固定設置される固定形遮断器と、遮断器のメンテナンスが容易に行えるように、クレードルと呼ばれるケースが備えられ、クレードルに対して遮断器本体の引き込み／引き出しが行えるように構成される引出形遮断器に分けられる。
図６は従来技術による引出形真空回路遮断器の遮断器本体を示す図である。従来技術による真空回路遮断器の遮断器本体１は、主回路部２、操作部３及び移送部４を含む。主回路部２は、回路内の電圧と電流を通電又は遮断する動作において中核となる構成要素であって、電源側に接続される上部ターミナル５と、負荷側に接続される下部ターミナル６とを備える。
図７は従来技術による真空回路遮断器における電流の流れを示す図である。基本的に、電源側から入った電流は、上部ターミナル５と真空インタラプタ７を介して下部ターミナル６から出て負荷側に流れる。
従来技術による真空回路遮断器の遮断器本体１の主回路部２を構成する上部ターミナル５及び下部ターミナル６は、銅材質からなり、通電容量が大きくなるほどそれに比例して断面積が大きくなる。しかし、銅材質は密度が高いことから重量が重いという欠点があるので、ほとんどの大容量真空回路遮断器のターミナルは中空状に構成されて通電断面積を最大限維持しながらも重量を最小限に抑えるようにしている。よって、クレードル（図示せず）に引き込まれて通電（運転）されている状態では、図８に示すようにターミナル５、６内に密閉空間Ａ、Ｂが生じ、密閉空間Ａ、Ｂの高温の空気は密閉されて流動しないのでターミナル５、６の温度を上昇させることになる。このようなターミナル５、６の温度上昇を防止するためには、ターミナル５、６の大きさをさらに大きくするか、冷却ファン８（クーラー）などの強制冷却機構を設置しなければならなかった。
しかし、ターミナル５、６の大きさをさらに大きくした場合は、材料コストの上昇や占有空間の増大などの問題が生じるので非効率的であり、強制冷却機構を設置した場合は、遮断器本体１の内部設計が複雑になり、部品が増加し、電力消費も増大するという問題が生じる。
なお、本発明の先行技術としては特許文献１の「真空回路遮断器の主回路ターミナルアセンブリ」を参照されたい。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、高圧真空回路遮断器の主回路部から発生する熱を効果的に放出して温度上昇を抑制する、真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態による真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造は、上下部を貫通して地面に対して垂直方向に形成される空気流動路が備えられ、内側面に円形の放熱フィンが備えられる円筒状のターミナルと、箱状に形成され、上面、下面及び側面に放熱フィンが備えられるバー状のターミナルとを含むことを特徴とする。
前記空気流動路は、前記円筒状のターミナルの上部に形成される上部開口部と、前記円筒状のターミナルの下部に形成される下部開口部とからなることを特徴とする。
また、前記上部開口部及び前記下部開口部は、互いに対称に形成されることを特徴とする。
さらに、前記上部開口部及び前記下部開口部は、前記円筒状のターミナルの内側面まで延設されることを特徴とする。
さらに、前記円形の放熱フィンは、前記円筒状のターミナルの内径より小さく形成されることを特徴とする。
さらに、前記円形の放熱フィンは、前記空気流動路上に配置されることを特徴とする。
さらに、前記放熱フィンのフィン部は、前記空気流動路の長手方向に設置されることを特徴とする。
本発明の一実施形態による真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造においては、主回路部のターミナルの密閉空間に空気流動路が備えられることにより、外部との空気循環が行われてターミナル内部の温度上昇が抑えられるという効果がある。
また、円筒状のターミナルの内側面に備えられる円形の放熱フィンが空気流動路上に位置することにより、放熱性能が向上するという効果がある。
これにより、ターミナルの体積を小さく設計してコンパクトな主回路部のターミナル構造を構成することができるという効果がある。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明するが、これらは本発明を詳細に説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
本発明の一実施形態による真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造は、上下部を貫通する空気流動路が備えられる円筒状のターミナルと、上面、下面及び側面に放熱フィンが取り付けられるバー状のターミナルとを含む。
図１及び図２は本発明の一実施形態による真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造を示す前面斜視図及び背面斜視図である。図３Ａ及び図３Ｂは本発明の一実施形態による真空回路遮断器の主回路部を示す斜視図及び平面図であり、図４は図３の主回路部から放熱フィンが分離した状態を示す図である。図５は図４のターミナルの斜視図（ａ）、平面図（ｂ）及び正面図（ｃ）である。以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造について詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態による真空回路遮断器の遮断器本体１０の主回路部１５には、上部ターミナル２０と下部ターミナル３０が突出形成されている。各ターミナル２０、３０には、大電流の通電により発生する熱を効果的に放出するための放熱フィン４０が取り付けられている。基本的に、電源側から入った電流は、上部ターミナル２０と真空インタラプタ４１を介して下部ターミナル３０から出て負荷側に流れる。真空インタラプタ４１と下部ターミナル３０との間には、真空インタラプタ４１の可動部の動きにフレキシブルな遊びを持たせるように、フレキシブルシャント４２が取り付けられてもよい。
このような主回路部１５は、遮断器本体１０の三相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）の各相に備えられる場合がほとんどであるが、三相が同じ方式で構成されて動作するので１つの相についてのみ説明する。
上部ターミナル２０は、バー状のターミナル２１と円筒状のターミナル２２とからなる。バー状のターミナル２１と円筒状のターミナル２２とは、ろう付けにより結合されるようにしてもよい。
バー状のターミナル２１は、箱状に形成され、真空インタラプタ４１の固定電極の上部に結合される。バー状のターミナル２１の上面、下面及び側面には、通電時に発生する熱を放出するための複数の放熱フィン４０が取り付けられる。
円筒状のターミナル２２は、略カップ状に形成される。円筒状のターミナル２２には、円筒状のターミナル２２の内部に形成される密閉空間の一部を開放して外部との空気循環が行われるようにする空気流動路が備えられる。本実施形態においては、空気流動路の一例として、円筒状のターミナル２２の上部及び下部にそれぞれ上部開口部２３及び下部開口部２４が形成される。上部開口部２３及び下部開口部２４が形成されることにより、上部ターミナル２０の下部から下部開口部２４と上部開口部２３を介して上部ターミナル２０の上部に連通する空気流動路が形成され、空気流動路による自然対流現象が起こる。すなわち、円筒状のターミナル２２の下部の冷たい空気が下部開口部２４から円筒状のターミナル２２の内部空間に流入し、内部空間の熱い空気は上部開口部２３から円筒状のターミナル２２の上部に流出する。これにより、円筒状のターミナル２２の内部空間の熱が外部に放出される。このように、円筒状のターミナル２２の上部及び下部にそれぞれ上部開口部２３及び下部開口部２４が形成され、空気流動路が地面に対して垂直方向に形成されることにより、空気の自然対流現象を利用できるようになる。
ここで、上部開口部２３と下部開口部２４は、円筒状のターミナル２２の上部と下部に対称に形成されてもよい。これにより、空気流動路を流れる空気の流れが一定に維持されるようにすることができる。
また、上部開口部２３と下部開口部２４は、円筒状のターミナル２２の内側面２５まで延設されてもよい。上部開口部２３と下部開口部２４が円筒状のターミナル２２の内側面２５まで延設されることにより、下部開口部２４からの外部空気の流入と上部開口部２３からの内部空気の流出がより円滑になる。
円筒状のターミナル２２の内側面２５には円形の放熱フィン５０が結合される。このために、内側面２５に締結孔２６を形成し、ネジ５９により円形の放熱フィン５０を結合するようにしてもよい。図示していないが、円形の放熱フィン５０の結合を容易にするために、円筒状のターミナル２２の内側面２５に取付部を形成してもよい。
円形の放熱フィン５０は、円形に形成されているので、円筒状のターミナル２２の内部への挿入が容易である。また、円形の放熱フィン５０は、円筒状のターミナル２２の内径より小さく形成される。例えば、円形の放熱フィン５０の外径を「Ｄ」、円筒状のターミナル２２の内径を「ｄ」とすると、Ｄ＜４／５ｄとなるように設計してもよい。このような事項は流体力学的実験でより効果的に設定することができる。これにより、上部開口部２３及び下部開口部２４と円形の放熱フィン５０との間に間隔が生じ、空気の流れが円滑になる。
円形の放熱フィン５０は、空気流動路上に配置されることが好ましい。これは、円形の放熱フィン５０が空気流動路上に配置された場合、円形の放熱フィン５０が空気流動路を流れる空気の流れにさらされ、放熱がより効果的に行われるからである。
また、円形の放熱フィン５０のフィン部は、空気流動路の長手方向に設置され、空気の流れに対する抵抗が最小限に抑えられるようにしてもよい。
下部ターミナル３０にも、上部ターミナル２０と同じ方式で空気流動路と円形の放熱フィン５０が形成される。
このように形成された上部ターミナル２０及び下部ターミナル３０は、内部の熱を容易に発散し、通電による温度上昇を抑制するので、全体的な大きさをコンパクトにすることができる。
また、円形の放熱フィン５０は、円筒状のターミナル２２の内部に設置されるので、絶縁性能の低下を起こさない。
以上、本発明を好ましい実施形態により説明したが、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の要旨及び範囲を逸脱することなく、様々な修正や変形が可能であることを理解するであろう。また、これらの修正や変形が本発明に含まれることは言うまでもない。
１０ 遮断器本体
１５ 主回路部
２０ 上部ターミナル
２１ バー状のターミナル
２２ 円筒状のターミナル
２３ 上部開口部
２４ 下部開口部
２５ 内側面
２６ 締結孔
３０ 下部ターミナル
４０ 放熱フィン
４１ 真空インタラプタ
４２ フレキシブルシャント
５０ 円形の放熱フィン
５９ ネジ
１５ 主回路部
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５９ ネジ
Claims (7)
- 上下部を貫通して地面に対して垂直方向に形成される空気流動路が備えられ、内側面に円形の放熱フィンが備えられる円筒状のターミナルと、
箱状に形成され、上面、下面及び側面に放熱フィンが備えられるバー状のターミナルとを含むことを特徴とする真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造。 - 前記空気流動路は、前記円筒状のターミナルの上部に形成される上部開口部と、前記円筒状のターミナルの下部に形成される下部開口部とからなることを特徴とする請求項１に記載の真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造。
- 前記上部開口部及び前記下部開口部は、互いに対称に形成されることを特徴とする請求項２に記載の真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造。
- 前記上部開口部及び前記下部開口部は、前記円筒状のターミナルの内側面まで延設されることを特徴とする請求項２に記載の真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造。
- 前記円形の放熱フィンは、前記円筒状のターミナルの内径より小さく形成されることを特徴とする請求項１に記載の真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造。
- 前記円形の放熱フィンは、前記空気流動路上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造。
- 前記放熱フィンのフィン部は、前記空気流動路の長手方向に設置されることを特徴とする請求項１に記載の真空回路遮断器の主回路部のターミナル構造。
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